JPS6157687A - 高濃度石炭水スラリ−の低粘性化法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は高濃度石炭水スラリーの製造法に係り、特に輸
送を容易にするためのスラリーの低粘性化法に関する。

〔発明の背景〕

粉体のスラリー輸送技術は、固体である粉体を取扱いが
簡単な液体状流体として輸送する方法として古くから研
究が行われている。今日、粉体のスラリー輸送は化学工
業の重要な分野となっており、各方面で応用されている
。しかし、粉体のスラリー輸送においては、配管やポン
プ等の摩耗やスラリーの流動特性上の問題からスラリー
中の固体濃度は約５０重量％から高々５５重量％以下に
して用いる必要がある。第１図は６２μｍ　（２５０メ
ツシユ）以下に粉砕した石炭と水のスラリーの粘度と、
水１００ｃｃに対する石炭重量（ｇ）。

即ちスラリー中の石炭濃度との関係を示したものである
が、石炭濃度の増加にともない、スラリーの粘度が飛藷
的に増大することがわかる。スラリーを流体としてパイ
プライン等で輸送する場合。

その粘度は最大でも１０００ｃｐ程度であり、このスラ
リー粘度ＬＯＯＯｃｐにおけるスラリー中の石炭は石炭
９０ｇ／水１００ｃｃであり、スラリー濃度にして約４
８％程度である。このように、スラリー溶媒分が多いと
いうことはスラリー輸送の大きな欠点であった。この欠
点は、少量の粉体を輸送する場合には大きな問題とはな
らないが１石炭のように燃料として多量に使用するため
一時に大量に輸送する必要がある場合には輸送コストの
増大を招き、大きな問題となる。即ち、単位発熱量当リ
の輸送コストが増大する。また石炭を燃料とし　。

て使用する場合、その燃焼性及び燃焼における熱損失の
関係から、特に水スラリーとして輸送した場合には、ス
ラリーを濃縮するか、石炭を水から分前する操作が必要
とされ、スラリーの石炭濃度に対する制約は大きな問題
となっている。

微粉炭のスラリー輸送に対する上記問題点を解決する方
法として、粉炭粒子の粒径分布を調整する方法が米国特
許第３７６２８８７号及び米国特許第４２８２００６号
明細書に開示されている。この方法は石炭を大粒径粒子
から小粒径粒子まで巾広い粒径分布となるように粉砕す
ることにより、スラリー中の石炭濃度を７０重重量程度
に高め、なおかつパイプライン等により輸送可能な程度
の低り１粘度のスラリーを製造するものである。スラリ
ー中の石炭濃度を上記程度に高めることによりスラリー
輸送の効率を向上し、また、予め脱水等を行わずに直接
燃焼することが可能となる。しかし１石炭の粉砕性はそ
の種類により大きく異なり、上記の特許明細書中に記述
されているような巾広い粒径分布とするためには石炭の
一部を非常に小粒径の微粒子まで粉砕せねばならなず、
炭種によっては粉砕に大きな動力を必要とするため経済
的に得策とは言えない、更に、炭種によっては微粒子に
粉砕するのが困難で、上記のような粒径分布とすること
ができず、上記のように高濃度の石炭を含有するような
スラリーとすることが不可能である。

更に、上記の特許明細書中にも述べられているように、
高濃度の石炭水スラリーの流動性を高めるためには界面
活性剤を使用せねばならず、燃料としての石炭のコスト
増大は避けられない。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鐸みてなされたもので、その目的と
するところは、スラリー中の石炭濃度を増大してもスラ
リーの粘度を大巾に低下し、これによってスラリー輸送
コストの低減を図ることにある。

〔発明の概要〕

即ち、本発明の特徴とする高濃度石炭水スラリーの低粘
性化法は、微粉砕した石炭５５ｆｆｉ帯％以上及び水を
４５１Ｈ１％以下とを混合して成る高濃度石炭水スラリ
ーに、水と不溶性又は１ａｒｅＩ性の無機化合物の微粒
子を添加することにある。

本発明者らは石炭水スラリーの高濃度化及び低粘性化に
関し検討を行って来た。高濃度でかつ低粘性のスラリー
とするためには巾広い粒径分布となるように石炭を粉砕
する必要がある。

第２図に２種類の粉砕炭の粒径分布を示す、これら２種
類の粉砕炭を用いて調製した濃度７０ｆｆｉ量％の石炭
水スラリーの粘度を第３図に示す。これらの試験結果か
ら明らかなように、第２図２のように微小粒子の多い粉
砕炭を用いた場合、第２図１のように微小粒子の多い粉
砕炭を用いてｉ！１１製したスラリーに比べ粘度は高く
なる。また１石炭水スラリーを燃料として使用する場合
、保存時の沈降安定性が重要な問題となる。第２図２の
粉砕炭を用いて調製したスラリーは第２図１の粉砕炭を
用いたもの、に比べ粘度は高いにもかかわらず沈降安定
性は非常に想い、このように、微小粒子の存在によりス
ラリーは低粘度となりその輸送性は向上し、また沈降安
定性も高くなるためその貯蔵性も向上する。

しかし、前述したように石炭の粉砕性はその種類により
異なり、一般に石炭の粉砕性は低く石炭を微小粒子にま
で粉砕することは経済的ではない。

また、高濃度石炭水スラリーを低粘性化するために前記
したように界面活性剤を添加するが、この界面活性剤は
陰イオン系のものである。Ｐ３イオン系の界面活性剤が
スラリーの低粘性化に有効に作用するためにはスラリー
をアルカリ性とする必要がある。しかし、粉砕した石炭
と水を混合したものは一般に酸性であるため、スラリー
の低粘性化のために更にアルカリを添加する必要があり
、コスト増大の一因となっている。

そこで、本発明者らは粉砕性の悪い石炭を動力をかけて
微粉砕しなくても、スラリーを低粘性化するのに必要な
微小粒子を石炭よりも粉砕性の良い別の物質で代用する
ことにより粉砕コストを低減°し、かつスラリーを低粘
性化できると考えた。

更に、微小粒子として水に微溶性でアルカリ性の化合物
を用いることにより、スラリーはアルカリ性となり、上
記のように界面活性剤の効果を増大し、さらにスラリ°
−の低粘性化を達成することが可能となる。

〔発明の実施例〕

実施例１ 石炭を乾式で粉砕し、ｆＦＳ４図１の粒径分布を持ち粉
砕炭を作成した０次に、水に１ｌｌｕｆｆＴ性でかつア
ルカリ性の化合物として炭酸カルシウムを用い、これを
第４図２に示した粒径分布となるように湿式粉砕を行っ
た。湿式粉砕はボールミルで行ったガ、炭酸カルシウム
を第４図２に示した粒径分布に粒砕するのに約１５分を
要した６石炭を全く同一の条件下で湿式粉砕を行った所
、第４図２に示した粒径分布とするのに約１２０分を要
した。

以上のような湿式粉砕により微粉砕した炭酸カルシウム
及び石炭を乾燥後、これと乾式粉砕により作成した＠４
図１の粒径分布を持つ石炭とを２二８の割合で混合し、
第４図３に示した粒径分布となるような混合物を作成し
た。これらの混合物に水及び分散剤を添加しスラリーを
作成し、その粘度を測定した結果を第５図に示す、１は
炭酸カルシウムの微粒子を混合したものの粘度で２は石
炭の微粒子を混合したものの粘度を示すが、同一固体濃
度においては炭酸カルシウムの微粒子を混合したものの
方が粘度は低い、これらのスラリーのｐＨｔｉｌ−測定
した所、炭酸カルシウムの微粒子を混合したスラリーは
７．５であったが、石炭の微粒子を混合したものは４．
３であった。

実施例２ 石炭を乾式及び湿式により実施例１と同様の方法で粉砕
し１粒径Ｗｌ整を行い第６図１に示した粒径分布を有す
る粉砕炭を作成した。炭酸カルシウムを実施例１と同様
の方法で粉砕し第６図２に示した粒径分布を持つ微粒子
を作成した。上記の粉砕炭と水及び分散剤を混合するこ
とによりスラリーを調製し、その粘度を測定した結果を
第７図１に示す。

上記の粉砕炭に炭酸カルシウムの微粒子を石炭に対し２
重量％添加して作成した混合物と水及び分散剤を混合す
ることによりスラリーを調製し、その粘度を測定した結
果を第７図２に示す。第７図の横軸はスラリー中の石炭
濃度を示しているが。

同一のスラリー粘度において炭酸カルシウムの微粒子を
添加したものを用いた方がスラリー中の石炭濃度を高く
することができることがわかる。

実施例３ 石炭を実施例１と同様に乾式で粉砕し、第４図１の粒径
分布を持つ粉砕炭を作成した。次に、石油コークスをや
はり実施例１と同様の方法で湿式粉砕し、第４図２の粒
径分布を有する微粒子を作成した１石油コークスをこの
粒径分布に粉砕するのに要した粉砕時間は約２０分であ
り、所要動力は石炭の約１／６であった。

以上のようにして作成した粉砕炭と石油コークスの微粒
子を８＝２の割合で混合した後、これと水及び分散剤を
混合し固形分濃度７０ｆｆｌ量％のスラリーを作成し、
その粘度を測定した所、約１５００ｃｐであった。この
スラリー中の固形分と同一の粒径分布を持つ粉砕炭で調
製したスラリーの粘度は第４図２に示すように約２４０
０ａｐであり、石油コークスの微粒子を混合したものの
方が粘度は低い。

上記のようにして作成した微粉炭と石油コークス微粒子
の混合物に、更に実施例２で作成した炭酸カルシウムの
＊粒子を２重尺％添加したものに水及び分散剤を混合し
てスラリーを作成し、その粘度を測定した結果を第８図
に示す、第８図の横軸はスラリー中の炭質分の濃度を示
す、第８図に丸印で示した点は、上記の炭酸カルシウム
を添加　、せずに作成したスラリーの粘度を示す。この
結果から、炭酸カルシウムの微粒子を添加することによ
り、スラリーの低粘性化ができることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明によりスラリーの粘度を低減することができ、こ
のためスラリーの輸送コストの低減が図れると同時に、
＊粒子の粉砕動力の低減が可能となり製造コストの低減
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常の石炭スラリーにおける石炭濃度とスラリ
ー粘度の関係を示す線図、ｆＦＳ２図は石炭の粒径分布
を示す腟口、第３図はスラリーの粘度を示すグラフ、第
４図は実施例１に用いた粉砕石炭の粒径分布を示す線図
、第５図は実施例１の結果を示す線図、第６図は実施例
２に用いた粉砕石炭の粒径分布を示す線図、第７図は実
施例２の結果を示す族図、第８図は実施例３の結果を示
す線図である。 １・・・微小粒子の多い粉砕炭、２・・・微小粒子の少
ない粉砕炭。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、微粒砕した石炭５５重量％以上及び水を４５ｗｔ％
   以下とを混合して成る高濃度石炭水スラリーに、水と不
   溶性又は難溶性の無機化合物又は有機化合物の微粒子を
   添加することを特徴とする高濃度石炭水スラリーの低粘
   性化法。